全國中小學科展

國小組

揭開空氣中水汽的奧秘

從自然與生活科技課本的第四冊第三單元「空氣的秘密」中,我瞭解到空氣是聞不到、看不到、摸不到的氣體。它的組成份以氮氣(78.08%)和氧氣(20.95%)為主,另外還有二氧化碳(0.03%)、少量的惰性氣體(氫氣、氦氣等),以及水蒸汽和懸浮微塵等混合組成。因此我們針對混合在空氣中令人看不見的水蒸氣進行研究。但該如何製作攝取空氣中水蒸氣的實驗裝置呢?在老師的指導下,我們設計由抽氣機、U型管、漏斗和橡皮管連接起來攝取空氣中的水蒸氣。經過冷凝後,U型管內的水蒸氣會凝結成為水。如照片所示。實驗器具製作完成後,我們先在校內不斷嘗試,運用熟練後就到校外,如住宅區、公園、市場、十字路口等地區攝取水蒸氣液化水,並比較各地區的液化水量,同時利用化學試藥來檢測這些液化水中所含有的物質,及這些物質含量的多寡。由於液化水的檢驗,讓我們瞭解各地區的液化水中含有二氧化碳、硫化合物及有機物等,這些物質的含量如果過高,會造成空氣汙染,進而危害我們的身體健康,由此可知清淨環境中的空氣是非常重要的。

教室裡的彩虹

教室裡可以輕易製造出彩虹的色光,利用太陽光源最棒,其次是投影機的燈、手電筒,LED\r 手電筒不行哦!\r 實驗中:驗證教室中利用彩虹實驗箱製造彩虹色光的設計用意,並解開在彩虹實驗箱上遮光\r 紙的條件,水量越多遮光紙要貼高一點,水量少,遮光紙就可貼低一點,這樣可使彩虹實驗箱遮\r 光效果更好,又能清晰快速找到彩虹。\r 實驗中更有效證明光線行經實驗箱的路線,並且更精準掌握給光的角度,水量多給光角度\r 大,水量少給光角度小;另外在使用三稜鏡找出彩虹色光時,我們也能精準找到使用的角度,使\r 製造彩虹色光更加方便。\r 教室中,可以透過多邊形的透明盒,製造出多個一字形的彩虹色光,若用圓柱體更可輕易做\r 出弧形的彩虹,更特別的是:它是一個向上翹的彩虹呢!\r 最後更值得推薦的是:我們利用切割過的白色珍珠板,幫助我們找出光線在裝水公升杯中的\r 行經路徑,讓我們清楚看到光經過二種透明物質,發生二次偏折後,出現彩虹色光的秘密。

「排」出學問來~探討各種不同因素對排水孔排水的影響

一個課堂上的流水實驗,引發了我們的好奇心,針對排水孔排水的情況加以探討,進而討論水流的運動及觀察漩渦的產生,有了一些發現,希望能應用在生活中。整個實驗研究獲得的結論如下:一、市面上排水孔蓋的形狀以水滴形孔及圓形孔較常見,大小以直徑7.8公分的為主。二、排水孔的樣式、孔的大小及數量、排水量的多少、排水孔的位置及有無擾動排水等都會對排水孔的排水造成大小不同的影響;其中以螺旋形樣式、孔不可太大、孔數量可以多一點為較佳的排水孔蓋條件。三、排水孔蓋的孔越大或數量越多,排水速度就越快;採用螺旋形樣是排水孔蓋的排水較快,漩渦也較快產生。四、水經由流動、碰撞、轉彎,使得產生旋轉而形成漩渦,一般所見都是順時針旋轉的。以上發現讓我們能應用在打掃積水時更有效率。以前在打掃積水時會有些做法不太對,我們常會一直往排水孔位置撥水,其實擾動會破壞漩渦,使排水時間加長。所以,當積水有漩渦時,應該不要去擾動破壞水平面;而當積水沒有漩渦時,才可以藉由擾動撥水,使水位增高後停止擾動,藉由較高水位使得比較容易產生漩渦,增加排水的速度。

攻城利器-投石器的探討

投石器是古代的攻城利器,要打破堅固的城牆,沒有它可是困難重重。但是投石器可不是胡亂投,用亂石打鳥的方式來攻擊的,砲彈的落點是可以計算出來的。投石器的結構主要區分為底座與投射桿兩個部份,投射桿又可區分為投射端(抗力點)、支點、重物端(施力點)三個部份。影響投石器投射距離的因素有:抗力臂的長度、施力大小、砲彈重量。1、抗力臂長度愈長,投射距離愈遠。2、施力愈大,投射距離愈遠。3、砲彈重量愈重,投射距離愈近。投石器要投得準,施力的構造必須要很穩定,每次的施力大小、方向都要一樣,所以施力的重物最好能集中成一組,較好控制力量大小。做為施力用的重物,必須要能夠擺動,利用由高處落下的重力以及到最低點時甩動的力量,把砲彈甩出去,如果重物與投射桿固定連接在一起,由於缺乏甩動的力量,是投不遠的。

好冷唷!怎麼穿衣服才會保暖

妤冷唷!在這樣寒冷的天氣裏(室溫攝氏13度-1 5度),我們天天都要穿著好多的衣服到學校去。可是,仍然不覺得很溫暖,而且又笨重,活動起來又不方便。因此,我們便去請問老師:冬天裹,衣服穿得越多,是不是越保暖?倘若不是,要怎樣穿衣服才會覺得既舒適又保暖呢?於是,我們便做了以下的實驗和研究。

以樂高電子積木設計自動化控制溫室系統

本研究旨在設計一個可以自動化控制以調節恆溫的溫室裝置。我們利用樂高電子積木 Mindstorm 系列的積木先組裝成履帶形式的升降裝置,再將透明盒蓋結合在履帶上,因為樂高電子積木的馬達可透過齒輪帶動履帶將盒蓋作升降動作,另外再以 Mindstorm 的圖像化設計介面寫出可判斷溫度範圍的控制程式,以溫度計作為感測溫室內溫度的感應器,並將所偵測到的溫度數據交給程式去執行判斷,就可以將模擬溫室的盒子內維持我們需要的溫度範圍。

輪盤遊戲-夜市老闆背後的秘密

本研究主要是探討輪盤遊戲之破解,遊戲規則是從攤販設計好的遊戲輪盤中,玩家先選擇順時針or逆時針旋轉,再從一副撲克牌任意抽兩張撲克牌相加,得到的數字為N,再從轉盤上N處按照選擇好的方向轉動(N-1)步,最後停留的數字所對應的獎品歸玩家所有。研究結果發現:一、不論順時針或逆時針轉,最終轉到的數字只有1和奇數二種結果和找出此種結果的原因。二、找出輪盤的終點數公式。三、減少輪盤數字數時,同樣找出終點數公式和終點數公式的一般式。四、設計出新規則,用機率來讓遊戲更有趣。本研究與小六數學「怎樣解題」相關。

「無患再起」─無患子的研究與探討

利用蒸餾法來處理無患子萃取液,可以有效改善無患子萃取液在使用上所遭遇到的難題。在無患子萃取液中添加皂基,可促使皂化成皂塊,皂基含量對無患子皂塊成形有正向關係,但無患子濃度不可過高。無患子萃取液除了當清潔用品外,我們更發現其他特殊用途,如殺蟲劑、防蚊液、隱形墨水、吹泡泡液、洗金液、延長瓶花花期等。使用過後的無患子果肉,可當有機肥來使用。復育無患子植株,有利水土保持工作的進行,並減緩溫室效應所造成的氣溫上升現象。無患子的多用途值得我們加以推廣。

連續整數和的難題

本研究探討各種連續整數和表示法的最小整數及其關係。我們發現一個數的連續整數和表示法與該數的因數有關,將一個數質因數分解成A1a1×…×Amam ,質因數2不列入, 將所有質因數的次方數依a1×a2+ a1+ a2的方式依序算出的數,即為該數連續整數和表示法的種數。我們用Excel試算表找出一些連續整數和表示法的最小整數,也以此推算出各種連續整數和表示法最小整數的規律:有k種連續整數和表示法,當k為奇數時,(k-1)/2種的最小整數質因數分解為A1a1×…×Amam,則k種的最小整數為A1a1×…×Amam×(Am的下一個奇數);當k為偶數時,y=2、4、6、…,依序計算,(k-y)/(y+1)種為整數時,其最小整數質因數分解為A1a1×…×Amam,則k種的最小整數為A1a1×…×Amam×(Am 的下一個質數)y;如果(k-y)/(y+1)不是整數時,則k種的最小整數為3k。

它,罩得住我嗎?-口罩阻隔機車廢氣功能之研究

機車排放廢氣是我們在路上隨處可見的空氣污染,許多機車騎士都有戴口罩,但戴口罩到底能不能真正阻隔機車所排放的廢氣?便是本研究想探討的重點。我們借用環保局檢測機車排放廢氣的儀器-HORIBA 來進行實驗,結果發現:活性碳口罩確實比一般棉布口罩的阻隔效果來得好。但因活性碳口罩較貴,又不能洗滌,使用期限短,我們便用便宜的棉布來自製口罩,並加上生活中隨手可得的物品以增加其阻隔廢氣的功能。結果竟發現了咖啡渣的棉布口罩其阻隔效果竟比活性碳口罩來得好,這個利用泡過的咖啡渣做成口罩還很環保呢!選用口罩除了考慮阻隔力以外,還應考慮透氣度。本研究發現活性碳口罩不論在阻隔力或透氣度上都有很好的表現,紙口罩雖然阻隔力佳,但透氣度差。以上結果可供消費者在選擇口罩時作為參考。